重力(讲义)
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第1节重力与弹力第1课时重力与弹力学习目标要求核心素养和关键能力1.理解重力及重心概念,会用二力平衡知识确定重心。
2.知道形变的概念及产生弹力的条件。
3.知道压力、支持力和绳的拉力都是弹力,会分析弹力的方向。
4.理解胡克定律,并能解决有关问题。
1.核心素养(1)理解重力和弹力的概念,会判断弹力的有无及方向。
(2)利用光学放大法观察微小形变。
(3)会利用胡克定律F=kx计算弹簧的弹力。
2.关键能力物理建模能力。
知识点一重力如图所示,树上的苹果为什么总要落向地面?建筑工地上工人为什么常用重垂线来检测墙壁是否竖直?提示苹果落向地面是因为受到了地球的吸引力;重锤静止时,悬挂重锤的细线方向一定是沿竖直方向的,如果墙壁与细线平行,就说明墙壁是竖直的,没有倾斜。
❶重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小:G=mg(3)方向:竖直向下(4)重心:①定义:一个物体的各部分都受到重力作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
因此,重心可以看作是物体所受重力的作用点。
②决定重心位置的因素:a.物体的形状;b.物体质量的分布。
❷力的图示和力的示意图(1)力的图示:力可以用有向线段表示。
有向线段的长短表示力的大小,箭头指向表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点,这种表示力的方法,叫作力的图示。
(2)力的示意图:只画出力的作用点和方向,不准确标度力的大小,这种粗略表示力的方法,叫作力的示意图。
1.重力的大小(1)同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。
(2)不同地点,同一物体的重力随所处纬度的升高而增大,即在赤道处g最小,在两极处g最大;随海拔高度的增大而减小。
注意:重力不是地球对物体的引力,两者大小一般也不相等。
2.重力的方向:总是竖直向下。
注意:重力的方向不一定垂直支持面向下,也不一定指向地心。
3.对重心的理解(1)重心的特点:重心是重力的等效作用点,并非物体的其他部分不受重力作用。
内容 基本要求略高要求较高要求力的概念 认识力是物体间的相互作用,是物体发生形变和物体运动状态变化的原因 重力 理解重力、重心的概念,计算重力大小弹力 理解形变和弹力,认识胡克定律计算弹力大小摩擦力理解摩擦力的产生条件,摩擦力的分类分析摩擦力的方向及大小在较复杂情境中计算摩擦力知识点1 力1.力的概念(1)力(force )是物体间的相互作用.其国际单位是牛顿(newton ),简称牛,符号是N . (2)任何力都有四个基本属性,即物质性、相互性、瞬时性和方向性.①力的物质性:物质性指力不能离开施力物体和受力物体而独立存在,即只要有力,必须同时存在施力物体和受力物体.一个力应对应两个物体.注意:力的作用可以是直接作用也可以是间接作用,两个物体不一定要接触.②力的相互性:相互性指力是物体与物体间的相互作用,施力物体同时也是受力物体.注意:力总是成对出现的:物体间的作用是相互的,这两个力同时产生,同时消失,而且性质相同.这一对力称为一对相互作用力或称为一对作用力与反作用力.③力的瞬时性:瞬时性指物体间的相互作用(力)随这种相互作用的施加与否而瞬时同步有无. ④力的方向性:方向性指力是有大小和方向的物理量,我们把这种既有大小又有方向的物理量称为矢量,所以力是矢量.2.力的作用效果力可以使物体发生形变,也可以改变物体的运动状态,即改变物体运动速度的大小和方向. 力的作用效果可以分为两种:(1)静力效果——使物体的形状发生变化(形变),如把物体拉伸、压缩、转、剪切等.(2)动力效果——改变物体的运动状态,如使物体从静止开始运动,从运动变为静止(或使物体的运动速度从小变大、从大变小);或使物体的运动方向发生变化等.知识点睛考试要求相互作用:力3.力的分类 (1)按性质分:重力(万有引力)、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力……(按现代物理学理论,物体间的相互作用分四类:长程相互作用有引力相互作用、电磁相互作用;短程相互作用有强相互作用和弱相互作用.宏观物体间只存在前两种相互作用.) (2)按效果分:压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力…… (3)按产生条件分:①场力(非接触力、主动力):重力,分子力,电场力,磁场力.②接触力(被动力):弹力(拉力,压力,支持力,张力,浮力),摩擦力.【例1】 关于力,以下说法正确的是( )A .拳击运动员一拳打出去却没击中对方,此时只有施力物体而没有受力物体B .不接触的物体之间也可能有力的作用C .只有有生命或有动力的物体才会有力,无生命或无动力的物体只会受力,不会施力D .有受力物体就一定有施力物体【例2】 下列几组力中,都按力的性质命名的是( )A .重力、浮力、摩擦力B .弹力、压力、分子力C .重力、分子力、磁力D .支持力、摩擦力、拉力【例3】 下列说法中正确的是( )A .甲物体对乙物体施力后,随后必有乙物体对甲物体的施力B .施力物体对受力物体施加了力,施力物体本身可能不受力的作用C .运动员将垒球抛出后,垒球的运动状态仍在变化,垒球为受力物体,但施力物体不是运动员D .某物体作为一个施力物体,也一定是一个受力物体知识点2 重力1.重力的产生 由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力(gravity ). 2.重力的特点(1)地球上的一切物体都受到重力的作用.(2)重力是非接触力:抛出去在空中运动的物体与静止时所受重力是不变的. (3)重力的施力物体是地球. 3.重力的三要素(1)重力的大小:重力与质量的关系是G mg =,通常取9.8N/kg g =,g 的物理意义是:1kg的物体所受重力的大小是9.8N .粗略计算时10N/kg g =.重力的大小可以用弹簧测力计测出,其大小在数值上等于物体静止时对水平支持物的压力或对竖直悬绳的拉力.知识点睛例题精讲(2)重力的方向:总是竖直向下,与当地的水平面垂直,可由铅锤线确定.重力的方向不受其他作用力的影响,与运动状态也没有关系.注意:切不可说成垂直向下,因为平面不一定水平,其垂直向下的方向也不同,另外,重力的方向也不一定指向地心.(3)重力的作用点:重力的作用点在物体的重心(center of gravity )上.重心是重力的等效作用点,并不是重力的实际作用点,也不一定在物体上.物体重心的位置由物体的形状及质量分布情况所决定,与物体的放置状态无关,与物体的运动状态无关.4.薄板重心的求法——悬挂法对于质量分布不均匀、形状不规则的薄板状物体,可用悬挂法确定其重心的位置.具体做法如图所示,先在薄板的边缘取一点A ,在A 点把薄板悬挂起来,当薄板处于平衡时,由二力平衡的条件知道,物体所受的重力跟悬绳的拉力在同一直线上.所以物体的重心一定在通过A 点的竖直线AB 上;然后在D 点把物体悬挂起来,同样可以知道,物体的重心一定在过D 点的竖直线DE 上,AB 和DE 的交点C 就是薄板重心的位置.【例4】 在北京奥运会上,我国跳水选手郭晶晶在空中翻转时的受力情况,下列叙述正确的是(空气阻力不计)( )A .向上的冲力、重力B .重力C .翻转力、重力D .向上的冲力、翻转力、重力【例5】 质量为2kg 的物体被一根细绳悬吊在天花板下静止(19.8N/kg g =),则以下说法正确的是( )A .物体重力大小等于19.6NB .物体对绳的拉力与物体重力的大小、方向均相同,所以它们是同一个力C .剪断细绳后,物体不受任何力的作用D .物体的各部分中,只有重心处受重力【例6】 关于重力的说法,正确的是( )A .同一地点物体所受重力的大小仅与物体质量有关,与物体是否运动及怎样运动无关B .重力的大小可以用测力计称出,物体对弹簧的拉力(或压力),就是物体受到的重力C .物体受到的重力,就作用在重心上D .具有规则几何形状的物体的重心,不一定就在其几何中心【例7】 9.8N/kg g =,表示 ,一个质量m =60kg 的人受的重力G = N ,如果这人在6gg '=的月球上,他的重力G ′= N .【例8】 关于物体的重心,下列说法正确的是( )A .质量一定的物体,其重心位置不仅与形状有关,还与质量分布情况有关B .质量分布均匀的物体,其重心一定在该物体上C .有规则几何形状的物体,其重心不一定在几何中心上D .重心是物体各个部分所受重力的等效作用点,重心不一定在物体上【例9】 如图所示,《马踏飞燕》是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶,是我国古代雕塑艺术的稀世之宝.飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上是因为( ) A .马跑得快的缘故例题精讲B .马蹄大的缘故C .马的重心在飞燕上D .马的重心位置和飞燕在一条竖直线上【例10】 下列物品中,可以用悬挂法测重心的是( )A .木棒B .石块C .不均匀的金属薄板D .雨衣知识点3 弹力1.形变及其种类(1)定义:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变(deformation ).有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变(elastic deformation ).如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后,物体就不能完全恢复原来的形状.这个限度叫做弹性限度(elastic limit ).(2)形变的种类:拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、扭转形变等. 2.弹力(1)发生形变的物体,由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫弹力(elastic force ).(2)弹力的产生:弹力的施力者是发生形变的物体,受力者是使它发生形变的其他物体. (3)弹力的方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反. 3.胡克定律(Hooke law )(1)胡克定律的内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F 跟弹簧伸长(或缩短)的长度x 成正比. (2)公式:F kx =另有变形式F k x ∆=∆,其含义为:在弹簧的弹性限度以内,弹力大小的增量F ∆与弹簧长度的增量x ∆成正比.(其中F ∆和x ∆可正可负)(3)公式中的k 称为弹簧的劲度系数(coefficient of stiffness ),单位是牛顿每米,符号用N/m 表示. (4)胡克定律仅适用于在弹性限度内弹簧的拉升或压缩形变.【例11】 在一根轻绳的下端悬吊一个小球,则球对绳有弹力,绳子对球也有弹力,关于这两个弹力的产生,下列说法中正确的是( )A .球对绳的弹力,是由于球发生形变而产生的例题精讲知识点睛B .球对绳的弹力,是由于绳发生形变而产生的C .绳对球的弹力,是由于绳发生形变而产生的D .绳对球的弹力,是由于球发生形变而产生的【例12】 如图所示,某球用A B 、两根绳悬挂起来,若A 绳竖直且A 、B 两绳的延长线都通过球心,球受几个力( )A .1个B .2个C .3个D .无法确定【例13】 如图所示,弹簧秤和细线的重力不计,一切摩擦不计,重物的重力10N G =,则弹簧秤A 和B 的读数分别是( ) A .10N ,20N B .10N ,10N C .10N ,0 D .0,0【例14】 在图所示的各物体A 上画出所受弹力的示意图.此时,物体A 处于静止状态.【例15】 一根劲度系数是100N/m 的弹簧原长是10cm ,当它的长度变为12cm 时,弹簧的弹力大小是N ,若使弹簧的长度再增加2cm ,对弹簧施加的拉力需增大 N .知识点4 摩擦力1.摩擦力:一个物体在另一个物体表面上发生相对滑动或具有相对滑动趋势时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做摩擦力(frictional force ). 2.摩擦力产生的条件摩擦力可分为两种,一种是滑动摩擦力(物体间相对滑动),另一种是静摩擦力(物体间相对静止但有相对运动的趋势).产生摩擦力的条件为: (1)两物体直接接触; (2)两接触面不光滑;(粗糙)(3)两接触的物体必须相互挤压,发生弹性形变,有弹力; (4)两物体间发生了相对滑动或者有相对运动的趋势. 3.滑动摩擦力(sliding frictional force )(1)滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力F 的大小跟压力N F 成正比,其数学表达式为:N F F μ=公式N F F μ=中的N F 是两个物体表面间的弹力,称为正压力(垂直于接触面的力),μ为滑动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料有关、跟接触面情况(如粗糙程度)有关. 注意:滑动摩擦力大小与接触面大小无关,与物体的运动性质无关.(2)滑动摩擦力的方向:滑动摩擦力的方向跟接触面相切且与物体间相对运动的方向相反. 4.静摩擦力(static frictional force )(1)两个互相接触的物体相对静止,如汽车停在水平地面上,当人用力推车时,虽然车没有动,但车已有知识点睛了相对地面运动的趋势,由二力平衡知,地面对车产生一个阻碍车运动的力,称为静摩擦力. (2)静摩擦力的大小:只要物体与接触面之间没有发生相对运动,静摩擦力的大小就随着产生静摩擦力外力的变化而变化,并与该外力保持大小相等.(3)静摩擦力的方向:静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.注意:如果接触面是曲面,则静摩擦力的方向与接触面相切.5.最大静摩擦力静摩擦力的增大有一个限度.当引起静摩擦力产生的外力增大到一定程度时,静摩擦力就不能够抵抗外力的作用保持物体平衡了,这时物体将开始运动(但是物体还没有运动),物体在外力作用下即将开始运动(但是物体还没有运动)的临界状态下的静摩擦力即是最大静摩擦力.最大静摩擦力的大小与正压力成正比.其数值等于在外力作用下物体刚刚开始运动时引发摩擦力的外力的大小.(实际上,最大静摩擦力一般比滑动摩擦力略大一点,但通常认为二者是相等的.)两物体之间实际发生的静摩擦力F 在0与最大静摩擦力max F 之间,即max 0F F <≤.【例16】 下列关于摩擦力的说法中,错误的是( )A .与其他物体接触并且运动着的物体一定受到摩擦力的作用B .只有两个物体有相对运动趋势而又都保持静止时,它们的接触面上产生的摩擦力才叫静摩擦力C .摩擦力的方向总是跟两物体的接触面相切D .摩擦力总是阻碍物体的运动【例17】 下列关于动摩擦因数的说法中,正确的是( )A .物体越重,物体与其他物体接触面间的动摩擦因数越大B .物体在一支撑面上滑动,当支撑面倾斜放置时,动摩擦因数比水平放置时小C .两个物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比D .两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩擦力和压力无关【例18】 下列关于静摩擦力的说法中,正确的有( )A .静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反B .静摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C .静摩擦力的大小用公式N F F μ=直接计算D .正压力越大,静摩擦力越大【例19】 如图所示,A B 、两个物体受的重力都等于10N ,各接触面间动摩擦因数都等于0.3,同时有1N F =的两个水平力分别作用于A 和B 上,则地面对B ,B 对A 的摩擦力分别等于( )A .6N ,3NB .1N ,1NC .0,1ND .0,2N【例20】 置于水平面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动,当拉力增大时,物体的运动速度也随之变大,则该物体所受的滑动摩擦力将( )A .增大B .不变C .减小D .无法确定【例21】 如图所示,A 为长木板,在水平面上以速度1v 向右运动,物块B 在木板A 的上面以速度2v 向右运动.下列判断正确的是( )A .若是12v v =,A 、B 之间无滑动摩擦力例题精讲B .若是12v v >,A 受到了B 所施加向右的滑动摩擦力C .若是12v v <,B 受到了A 所施加向右的滑动摩擦力D .若是12v v >,B 受到了A 所施加向左的滑动摩擦力【例22】 在水平桌面上放一块重200N G =的木块,木块与桌面间的动摩擦因数0.2μ=,设桌面对木块的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则分别用水平拉力115N F =、230N F =、380N F =拉木块时,木块受到的摩擦力大小分别为1f = ,2f = ,3f = .。
重力、弹力、摩擦力知识点一:重力与弹力一、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.方向:竖直向下.3.大小:G=mg,g是自由落体加速度.4.作用点——重心(1)重心:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心.(2)决定因素:①物体的形状;②物体的质量分布.(3)对形状不规则的物体,可以应用二力平衡的知识通过实验来确定其重心位置.如薄板状物体的重心位置可以通过悬挂法来确定.二、力的图示和示意图1.力的图示:用有向线段来表示力.(1)有向线段的长短(严格按标度画)表示力的大小;(2)箭头表示力的方向.(3)箭尾(或箭头)表示力的作用点.2.力的示意图:只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点,不需要准确标度力的大小.三、弹力1.形变:物体在力的作用下形状或体积发生的变化.2.弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体产生的力.3.弹力的方向(1)压力和支持力的方向:都跟接触面垂直.(2)绳子的拉力的方向:沿着绳子而指向绳子收缩的方向.四、胡克定律1.弹性形变:物体在发生形变后,如果撤去作用力能够恢复原状的形变.2.弹性限度:如果形变过大,超过一定的限度,撤去作用力后物体不能(填“能”或“不能”)完全恢复原来的形状,这个限度叫作弹性限度.3.内容:弹簧发生弹性形变时,弹力F的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比,即F=kx.4.劲度系数:式中k叫作弹簧的劲度系数,单位是牛顿每米,符号是N/m.是表示弹簧“软”“硬”程度的物理量.技巧点拨一、力的图示和力的示意图力的图示与力的示意图的画法二、重力与重心1.重力的大小(1)重力的大小G=mg,只与质量m和重力加速度g有关,与物体的运动状态无关.(2)重力加速度g与物体所处的纬度和高度有关,在赤道处,g最小,在两极处,g最大(同一高度);海拔越高,g越小,海拔越低,g越大.2.重力的方向:竖直向下.竖直向下是指与水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.3.重力的作用点——重心(1)重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是只有物体的重心才受到重力作用.重心的位置除跟物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关.质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心.重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.(2)重心位置的确定方法:对于薄板状物体的重心,可以应用二力平衡的知识通过悬挂法确定.三、弹力1.弹力的产生必须同时具备两个条件(1)两物体直接接触;(2)两物体接触处发生弹性形变.2.弹力的方向(1)支持力和压力的方向:总是垂直于接触面,并指向被支持或被压的物体上.(2)绳子的拉力方向:总是沿着绳子而指向绳子收缩的方向.3.弹力有无的判断(1)对于明显形变的情况,可以根据弹力产生的条件直接进行判断.(2)对于形变不明显的情况,可利用假设法进行判断.①假设无弹力:假设撤去接触面,看物体还能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态,则说明物体间无弹力作用;否则,有弹力作用.②假设有弹力:假设接触物体间有弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则不存在弹力;若不矛盾,则存在弹力.如图,接触面光滑,若A处有弹力,则无法使球处于静止状态,故A处无弹力.四、胡克定律1.胡克定律F=kx的理解(1)x是弹簧的形变量,而不是弹簧形变后的长度.(2)k为弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,由弹簧自身的长度、粗细、材料等因素决定,与弹力F的大小和伸长量x无关.2.F-x图像是一条过原点的倾斜直线(如图6所示),直线的斜率表示弹簧的劲度系数k.图63.胡克定律的推论:ΔF=kΔx.弹簧弹力的变化量ΔF跟弹簧形变量的变化量Δx成正比.4.胡克定律的适用条件:弹簧在弹性限度内发生形变.例题精练1.(聊城二模)如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端系于墙上,另一端连接在质量为m 的物体A上,用大小相同的物体B推A使弹簧压缩,A、B与水平面间的动摩擦因数分别为μA和μB且μA<μB,将A、B由静止释放后,A、B向右运动一段距离后会分离,则A、B即将分离时()A.弹簧形变量为零B.弹簧的压缩量为C.弹簧的伸长量为D.弹簧的压缩量为2.(浦东新区期末)如图所示,“马踏飞燕”是汉代艺术家高超的艺术技巧的结晶,是我国古代青铜艺术的稀世之宝,骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上,是因为()A.马蹄大B.马是空心的C.马的重心在飞燕上D.马的重心位置所在的竖直线通过飞燕随堂练习1.(克拉玛依区校级期末)有一圆形的均匀薄板,若将其中央再挖掉一个小圆板成一个圆环,如图所示,下面说法正确的是()A.重心向外侧偏移,重力减小B.重力和重心都没有变C.重力减小,重心位置没有变D.重力减小,重心位置不存在2.(仓山区校级期中)下列有关力的说法中,正确的是()A.有规则几何形状的物体,其重心就在物体的几何中心B.手拍桌子时,使手感觉疼的这个力是由于手的形变而产生的C.物体所受摩擦力的方向可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反D.被踢出后的足球在地面上向前滚动,是由于受到向前的牵引力作用3.(瑶海区月考)有一根原长20cm的弹性细绳,其外力F与伸长量x的关系如图所示,将此细绳对折,其两端点固定于天花板同一位置,并在对折点处竖直悬系一物体,然后再缓慢放手,平衡后发现物体下降了2cm,则该物体所受重力约为()A.0.8N B.1.6N C.3.2N D.6.4N4.(浙江月考)如图所示,轻质弹簧上端固定,下端与小球A连接,小球A通过细线与小球B连接。
第三章相互作用(上)(2020新版)(重力、弹力和摩擦力)前言:《李老师物理教学讲义》由李老师高中物理教研室一线教师根据本人多年教学经验,以及人教版教学大纲(最新版)和教材,精心编撰的教学讲义。
本讲义以教材内容为主线,附有大量经典例题和习题,并附有详细答案或解析。
本讲义主要供广大高中物理一线教师教学参考之用,任何自然人或法人未经本教研室许可不得随意转载或用于其它商业用途。
——李老师高中物理教研室一、重力和弹力1.力(1)力是物体与物体之间的相互作用。
在国际单位制中,力的单位是牛顿,简称牛,符号N。
(2)力的三要素:力的大小、方向和作用点。
(3)力的性质:例题1-1.(2019·南充高一期中)下列说法中正确的是()A.“风吹草动”,草受到了力,但没有施力物体,说明没有施力物体的力也是存在的B.运动员将足球踢出,球在空中飞行是因为球在飞行中受到一个向前的推力C.甲用力把乙推倒,只是甲对乙用力,而乙对甲没用力D.两个物体发生相互作用不一定相互接触答案:D例题1-2.如图所示,用球拍击打乒乓球时,如果以球为研究对象,则施力物体是( )A.人 B.球拍C.乒乓球 D.无法确定答案:B(4)力的图示和力的示意图力可以用有向线段表示。
有向线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,箭尾(或箭头)表示力的作用点。
如图3.1-4,球所受的重力大小为6N,方向竖直向下。
这种表示力的方法,叫作力的图示。
在不需要准确标度力的大小时,通常只需画出力的作用点和方向,即只需画出力的示意图。
例题1-3.下图甲、乙中物体A的重力均为10 N,画出它所受重力的图示。
答案:如图所示例题1-4.(2019 -温州模拟)足球运动员已将足球踢向空中,在下图描述足球在向斜上方飞行过程中某时刻的受力图中,正确的是()答案:B(5)力的分类2.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力(gravity),单位是牛顿,简称牛,符号用N表示。
第一节重力和弹力第一部分重力一、重力1.产生原因:重力是由于地球的吸引而使物体受到的力.但不能说成“重力就是地球对物体的吸引力”.2.大小:G=mg,g为重力加速度,g=9.8 m/s2,同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点因g值不同而不同.(注意:重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关)说明:(1)同一地点,不同物体重力的大小与其质量成正比。
(2)不同地点,同一物体在地面上所在位置的纬度越高,所受重力越大;在地球上空的位置海拔越高,重力越小。
(3)重力的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关。
3.方向:重力的方向总是竖直向下的(竖直向下不是垂直于支撑面向下,不一定指向地心).4.作用点:物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。
物体重心的位置与物体的形状及物体内质量的分布有关。
说明:(1)重心是重力的等效作用点,并非物体的全部重力都作用于重心。
(2)重心的位置可以在物体上,也可以在物体外,如一个圆形平板的重心在板上,而一个铜环的重心就不在环上。
(3)重心在物体上的相对位置与物体的位置、放置状态及运动状态无关,但一个物体的质量分布或形状发生变化时,其重心在物体上的位置也发生变化。
(4)重心的确定方法:质量分布均匀、形状规则的物体的重心在其几何中心上;对形状不规则的薄物体,可用支撑法或悬挂法来确定其重心。
5.重力的测量(1)测量工具:弹簧测力计是测量力的重要工具,物体的重力一般用它来测量。
(2)对应状态:要准确测量某物体的重力,应让它处于静止状态或者保持匀速直线运动状态。
(3)测量原理:处于静止状态或者保持匀速直线运动状态的物体所受力为平衡力,若物体只受重力及另外一个力,则另一个力与重力大小相等、方向相反,若知道另一个力,则可以知道重力。
(4)测量方法:将被测物体悬于弹簧测力计的下端或是放在弹簧测力计上,让它们处于静止状态或者保持匀速直线运动状态,读出弹簧测力计的示数就是物体的重力的大小。
《重力基本相互作用》讲义一、什么是重力当我们把一个物体抛向空中,它总会落回地面;当我们站在地球上,能稳稳地站立而不会飘向太空,这背后都有重力在发挥作用。
重力,简单来说,就是物体由于地球的吸引而受到的力。
它的方向总是竖直向下的。
想象一下,你手里拿着一个苹果,松开手,苹果就会掉落。
这就是重力在拉着苹果向地面靠近。
重力的大小与物体的质量成正比。
质量越大的物体,受到的重力也就越大。
比如,一个大铁球要比一个小皮球受到的重力大得多。
我们可以用一个公式来计算重力的大小,即:G = mg,其中 G 表示重力,m 表示物体的质量,g 是重力加速度,通常取 98N/kg(在一些粗略的计算中,也会取 10N/kg)。
二、重力的特点1、普遍性重力在我们的日常生活中无处不在。
无论是在地球上的高山、平原,还是在深海、天空,只要物体在地球附近,就会受到重力的作用。
2、方向性重力的方向始终是竖直向下的。
这一点非常重要,在建筑施工中,工人师傅们常常利用铅垂线来确保建筑物的竖直方向,就是依据重力的这个特点。
3、大小与距离的关系物体距离地球中心越远,受到的重力越小。
比如,在太空中的宇航员,他们所受到的重力就比在地面上小很多,处于一种近似失重的状态。
三、重力的测量在实验室中,我们通常使用弹簧测力计来测量物体所受的重力。
将物体挂在弹簧测力计的挂钩上,当物体静止时,弹簧测力计的示数就等于物体所受的重力。
在实际生活中,我们也会用到秤来测量物体的重力。
比如,常见的电子秤、台秤等,它们实际上是通过测量物体对秤盘的压力,再根据压力与重力的关系来得出物体的重力。
四、重力的作用效果重力会使物体产生两种不同的作用效果。
一是使物体下落。
比如,雨滴从天空落下,苹果从树上掉落,都是重力作用的结果。
二是使物体发生形变。
当我们把一个重物放在海绵上时,海绵会被压陷下去,这就是重力使海绵发生了形变。
五、基本相互作用重力属于自然界中的四种基本相互作用之一。
这四种基本相互作用分别是:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。
第七章力第3节重力概念由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力;用符号“G”表示施力物体地球;地球附近的所有物体都受重力的作用产生原因地球的吸引【例】踢毽子是人们喜爱的一项体育活动。
用脚将毽子踢起后,空中飞舞的毽子最终要落向地面,这是由于受作用的缘故,该力的施力物体是。
答案:重力;地球点拨:因为地球附近的一切物体都要受到地球的吸引,因此空中飞舞的毽子由于重力作用,最终要落回地面。
重力与质量的关系物体的质量增大几倍,重力也随之增大几倍,即重力的大小与质量成正比公式及单位G=mgG的单位:Nm的单位:kgg的单位:N/kgg 值数值g=9.8 N/kg意义g表示重力与质量的比值;物理意义:质量为1 kg的物体受到的重力是9.8 N 拓展延伸g是重力G与质量m的比值,就地球上某一点而言,它是一个常数。
但物体所受重力的大小并不是不变的,因为g值随纬度的增加而增大,在赤道上g值最小,在两极上g值最大,g=9.8 N/kg是个平均值,粗略计算时可取g=10 N/kg。
【例】质量为2 kg的物体静置在水平地面上,则物体受到的重力为( )A.1.96 NB.9.8 NC.19.6 ND.196 N答案:C点拨:G=mg=2 kg×9.8 N/kg=19.6 N。
知识点3:重力的方向1.重力的方向总是竖直向下。
竖直向下不同于垂直向下,竖直向下是指垂直于水平面向下;垂直向下是指垂直于支持面向下。
如图1所示,1表示垂直向下,2表示竖直向下。
图12.应用:利用重垂线检查墙壁是否竖直、利用水平仪检查台面是否水平等。
物理量区别和联系质量重力区别概念物体所含物质的多少由于地球的吸引而使物体受到的力符号m G方向只有大小,没有方向既有大小又有方向,且方向总是竖直向下单位kg N大小与地理位置的关系同一物体在任何位置质量大小均不变物体所受的重力随位置的变化而变化计算公式m=ρV G=mg测量工具天平、秤弹簧测力计联系重力与质量成正比,关系式G=mg,g=9.8 N/kg【例】体育课上,被推出的铅球落地后沿水平地面向前滚动(如图2),图3中能正确表示铅球所受重力的方向的是( )图2 图3答案:C点拨:不管物体怎样运动,重力的方向总是竖直向下的。
第1节重力与弹力知识点一重力[情境导学]苹果从树上下落,抛出的铅球会落回地面,水会从高处流向低处……这一切都是因为物体受到________作用,方向________。
[知识梳理]1.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小:G=mg,g是自由落体加速度。
(3)方向:竖直向下。
(4)作用点:重心。
①定义:一个物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫作物体的重心。
②决定重心位置的因素:a.物体的形状;b.物体内质量的分布。
2.力的表示方法(1)力的图示:用有向线段表示力。
①有向线段的长短表示力的大小;②箭头表示力的方向;③箭尾(或箭头)表示力的作用点。
(2)力的示意图:在不需要准确标度力的大小时,通常只需画出力的作用点和方向。
[初试小题]1.判断正误。
(1)重力的方向总是竖直向下的。
()(2)只有物体的重心才受到重力的作用。
()(3)重心的位置可以不在物体上。
()(4)力的示意图能准确表示力的大小、作用点和方向。
()2.关于重力和重心,下列说法中正确的是()A.静止的物体受重力,运动的物体不受重力B.向下运动的物体受重力,向上运动的物体不受重力C.受重力的物体对地球也有吸引力D.重心就是物体上最重的那个点知识点二弹力[情境导学]如图所示,杂技演员顶坛子时,头顶受到的压力的施力物体是哪个物体?压力是怎样产生的?[知识梳理]1.接触力:在物体与物体接触时发生的相互作用力。
接触力按其性质可以分为弹力和摩擦力。
2.形变:物体在力的作用下形状或体积会发生改变,这种变化叫作形变。
3.弹力:发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
4.常见弹力:平时所说的压力、支持力和拉力等都是弹力。
5.弹力的方向(1)压力和支持力的方向垂直于物体的接触面,指向受力物体。
(2)绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。
(3)弹簧的弹力方向沿着弹簧的轴线方向,被拉伸时产生拉力,被压缩时产生支撑力。
重力(讲义)
一、知识点睛
1.重力:
(1)概念:地面附近的物体,由于_____________而使物体受到
的力叫做重力。
重力的施力物体是______。
(2)方向:始终是____________。
可利用重垂线、水平仪,分别
检查墙是否_____;面是否_____。
(3)大小:_______,(g=9.8N/kg,粗略计算时取10N/kg)
G:_______,单位______;
m:_______,单位:_______;
g:物体重力与质量之间的比值,单位:N/kg;
表示1kg的物体所受的重力为9.8N。
2.重力在物体上的等效作用点叫_______。
形状规则,质量分布均匀的物体的重心,在它的________上。
3.宇宙间______两个物体之间都存在相互吸引的力,这就是____________。
二、精讲精练
【板块一】重力
1.以下关于重力的说法错误的是()
A.地球上任何物体所受重力的施力物体都是地球
B.地球上任何物体所受重力的方向总是竖直向下的
C.地球表面附近物体所受重力跟它的质量成正比
D.因为g=9.8N/kg,所以1kg就等于9.8N
2.如果没有重力,下列说法中不正确的是()
A.万川不入海
B.物体没有质量
C.人一跳起来就会离开地球
D.杯里的水倒不进嘴里
3.航天飞机在太空中飞行,如果科学家要在其中进行实验。
那么在“失重”
条件下,下列哪些操作不能正确进行()
A.用温度计测量温度B.用弹簧测力计测量力
C.用天平测量质量D.用手表测量时间
4.下列关于重力的估测符合生活实际的是()
A.两个鸡蛋重约1N
B.八年级下册物理课本重约30N
C.一瓶普通矿泉水的重力约为50N
D.一个普通中学生的重力约为2000N
5.设想从某一天起,地球对所有物体的引力均减小一半,那么对于漂浮在水
面上的船来说,下列说法中正确的是()
A.船受到的重力将减小B.船受到的重力将不变
C.船质量将减小D.船的质量将增大
6.下列说法正确的是()
A.“G=mg”表明:物体受到的重力跟它的质量成正比
B.“m=G/g”表明:物体的质量跟它的重力成正比
C.“g=G/m”表明:g值大小等于物体受的重力跟它质量的比值,且是一个恒定的值
D.上述说法都正确
7.2011年5月,科学家在太阳系外发现了适合地球生命居住的星球。
该星球
距离地球20光年,物体在该星球上受到的“重力”是在地球上的两倍。
若把地球上质量为15kg的物体放在该星球表面,其质量是_______kg,受到的
=10N/kg)
“重力”是______N。
(g
地球
8.已知甲、乙两球受到重力之比为5:4。
甲的质量是60kg,则乙的质量和重
力分别是()
A.48kg,470.4N B.470.4kg,470.4N
C.48kg,48N D.75kg,735N
9.一架重型运输直升机在执行救灾任务时,通过钢缆将一质量为9×103kg的
货物悬吊着往下放(g=10N/kg)。
下列说法正确的是()
A.货物所受重力是9×103N
B.货物所受重力是9×104N
C.货物所受重力的方向是不断变化的
D.货物所受重力的方向是垂直向下的
10.地球附近物体都要受到重力,小考同学认为物体的重力大小与物体的质量
有关,他用天平、砝码、弹簧测力计进行了实验。
(1)你________(选填“同意”或“不同意”)物体的重力大小与物体的质量有关。
依据是______________________;
(2)如图甲是他第2次测量中弹簧测力计的读数,该测力计的分度值是
次数 1 2 3 4
质量m/kg 0.1 0.2 0.3 0.4
G/N 1 3 4
(3)请你根据表格中的实验数据,在图乙中作出重力随质量变化
的图象。
(4)由图象可知:物体的重力跟物体的质量成________。
(5)若干年后,小考在我国建成的太空站工作时,你认为他用同
样的器材_______(选填“能”或“不能”)完成该探究。
11.如图所示,水平桌面的正中央放着一个圆形鱼缸,重为30N,
鱼缸内装有5L的水,则鱼缸和水的总重力是多少?
(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
第11题图
12.如图是一个物体所受重力的示意图,其中正确的是()
A.B.
C.D.
13.如图,支杆OB固定在板BC上,小球A用细绳悬在杆端O处,用此装置
可研究重力的方向。
现从图示位置将板缓慢放平,在此过程中绳与虚线(虚
线与BC垂直)之间的夹角α将()
A.变小B.变大C.不变D.无法确定
14.如图所示,为水平仪放置于某桌面上时的情形,则该桌面()
A.右面高,左面低B.左面高,右面低
C.左右相平,前高后低D.左右相平,前低后高
15.关于物体的重心,下列说法中正确的是()
A.重心一定在物体上
B.物体的重心在物体的几何中心上
C.重心指物体所受重力的作用点
D.物体的重心在物体的中间位置
TV科教频道曾报道:有一辆小车载人后停在水平放置的地磅上时,左前
轮、右前轮、左后轮、右后轮对地磅的压力分别为4750N,4980N,4040N,3960N。
假设该小车四个轮子的轴心围成一个长方形,O为几何中心,AB、CD为两条对称轴,如图所示。
若再在车上放一重物,能使整辆车所受重力的作用通过O点,则该重物的重心应落在()
A.AOC区域上 B.BOC区域上
C.AOD区域上D.BOD区域上
17.画出下列物体所受重力的示意图,重力大小均为10N。
第13题图第16题图
三、回顾与思考
___________________________________________________ ___________________________________________________ ___________________________________________________
【参考答案】
一、知识点睛
1.(1)地球的吸引;地球(2)竖直向下;竖直;水平
(3)G=mg;重力,N,质量,Kg
2.重心;几何中心
3.任意;万有引力
二、精讲精练
1. D
2. B
3. C
4. A
5. A
6. A
7.15,300
8. A
9. B
10.(1)同意,物体的质量越大,物体的重力就越大;
(2)0.2,2
(3)图象略
(4)正比
(5)不能
11.80N
12. C
13..A
14..B
15. C
16. C.
17.。